超高性能轻型组合桥面UHPC-沥青面层层间黏结性能研究

UHPC下承层与沥青面层牢固黏结对延长桥面使用寿命,避免滑移、脱层等病害十分重要.采用有限元分析和室内试验,研究不同类型黏结剂、环境温度等对UHPC-沥青面层层间黏结性能的影响.复合试件剪切试验和拉拔试验表明:环境温度对UHPC-沥青面层层间强度有较大影响,高温(60℃)下层间黏结强度较常温(20℃)时有显著下降;KD-HYP环氧、202环氧较环氧沥青、壳牌HV、橡胶沥青表现出更佳的黏结性能;环氧沥青高温黏结性能优于壳牌HV、橡胶沥青,但常温下三者无明显差别.洞庭湖二桥有限元仿真计算得出,UHPC-SMA层间最大剪应力在20℃(常温)和60℃(高温)时分别为0.696MPa、0.422MPa,层间最大法向拉应力分别为0.167MPa、0.152MPa.研究表明,洞庭湖二桥在超载、紧急制动及动荷载等最不利荷载组合下,KD-HYP环氧和202环氧能满足常温和高温条件下层间黏结性能要求,并且具有足够的安全储备;而壳牌HV、橡胶沥青和环氧沥青无法满足高温层间黏结性能要求.

超高性能轻型组合桥面沥青磨耗层界面抗剪性能研究

为研究沥青磨耗层-UHPC层间抗剪性能,基于剪切破坏能量分析原理,提出剪切断裂能计算方法;针对新、旧两种界面状况,开展沥青磨耗层-UHPC层间斜剪试验,得到荷载-界面位移全过程曲线;通过模拟不利环境复合试件老化过程,研究新、旧界面抗剪性能劣化规律;探究重铺磨耗层黏结剂用量对于修复效果的影响。研究表明:剪切断裂能综合反映层间剪切强度和剪切推移量的大小,能够更加全面地表征层间抗剪特性;荷载-界面位移全过程曲线呈现出四个阶段;在水损害、高温湿热、氯盐侵蚀等不利自然环境下,复合试件层间抗剪性能劣化规律具有相似性,但老化程度存在差异,环境影响排序为:水损坏>氯盐高湿>湿热环境;修复过程中黏结剂的用量对于修复效果影响显著,建议采用0.7kg/m^(2)的黏结剂用量;旧界面试件的剪切强度、剪切断裂能均小于新界面试件,两者差值随着循环次数增加而逐渐增大,修复后层间耐老化性能有所降低。

UHPC-沥青磨耗层环氧界面剂粘结性能研究

超高性能轻型组合桥面结构的使用寿命与超高性能混凝土(UHPC)和沥青磨耗层之间的粘结能力有很大的关联性。通过常温和高温环境下的斜剪试验和复合试件拉拔试验以及附着力拉拔试验,重点研究环氧界面剂的类型、撒布量和养护龄期以及环境温度等因素对UHPC-沥青磨耗层界面粘结性能的影响。实验结果表明:高温条件下,环氧界面剂的剪切强度比常温有大幅度下降,说明环境温度对其粘结性能有显著影响;无论是高温还是常温条件下,环氧界面剂的强度都不会随其撒布量的增加而持续增长;附着力拉拔强度和复合试件拉拔强度有着良好的相关性。

UHPC-沥青面层粘结性能试验研究

轻型组合桥面铺装多采用"UHPC-沥青面层"组合结构,UHPC层与沥青面层均为薄层结构,需关注UHPC与沥青面层界面粘结问题,重点研究UHPC与沥青混合料界面粘结性能。影响层间粘结性能的因素有下承层表面纹理提供的层间摩阻力、粘层油自身的粘结力、环境温度等。本文通过室内试验,研究UHPC表面糙化方式、粘层油类型和环境温度对UHPC-沥青面层层间粘结性能的影响。研究结果表明:环境温度对层间粘结性能有较大影响;嵌石比抛丸在层间粘结强度方面具有优势;高粘高弹沥青和环氧沥青粘结性能优于改性乳化沥青。

UHPC-SMA层间基本力学试验方法

目前国内超高性能轻型组合桥面铺装多采用“UHPC-SMA”薄层组合结构,UHPC与SMA层间粘结性能是影响桥面铺装强度的关键因素,层间粘结性能评价指标主要为剪切强度和拉拔强度。本文通过查阅文献和室内试验,自主设计了一套测定UHPC-SMA层间剪切强度和拉拔强度的试验方法,并通过本套试验方法测定了环氧树脂、环氧沥青及橡胶沥青的层间粘结性能。